Sociedade Brasileira de Química ( SBQ)
31a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
O O O
O O H H
H
H O
H
O
O
O
H OH H
H H OH
H OH R1
R2 R3
OR' R1
OR' R2
OR' R3 MeOH +
Cat: a, b, ou c
Aluminas Mesoporosas Básicas como catalisadores para a Produção de Biodiesel via Transesterificação de Óleo de Girassol com Metanol
Paola Ervatti Gamaa* (PG), Isadora Adler Sidib (IC), Elisabeth Roditi Lachtera*(PQ), Rosane Aguiar da Silva San Gila (PQ) * paolagama@hotmail.com ; lachter@iq.ufrj.br
Universidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto de Química, Depto. de Química Orgânica a; Escola de Química b CEP: 21945-970; Rio de Janeiro.
Palavras Chave: aluminas mesoporosas, transesterificação, óleo de girassol.
Introdução
A utilização de catalisadores heterogêneos na produção de biodiesel tem se mostrado como uma alternativa aos tradicionais catalisadores homogêneos, por contornarem problemas como separação, purificação, excesso de resíduos e reuso.
No entanto sua utilização ainda é limitada devido à dificuldade de difusão dos reagentes, e consequentemente maior tempo reacional. Em função disso, aluminas mesoporosas com alta área específica e diâmetro de poros são promissoras na substituição as aluminas tradicionais1. O objetivo do trabalho é sintetizar e avaliar a atividade de aluminas mesoporosas básicas para a produção de biodiesel através da transesterificação de óleo de girassol comercial com metanol. Os resultados serão comparados com os obtidos com ?-aluminas comerciais e com carbonato de potássio não suportado (via catálise homogênea).
Resultados e Discussão
A síntese de aluminas mesoporosas foi realizada em meio aquoso sob refluxo, utilizando-se nitrato de alumínio, uréia, hidróxido de amônio e surfactante catiônico. Após 48 h o material foi filtrado, lavado com água e metanol, e calcinado a 550ºC. A alumina foi submetida à análise por RMN de 27Al no estado sólido (equipamento Bruker DRX300, freqüência de observação 78,3 MHz, seqüência de pulso simples, comprimento do pulso π/12 = 1µs para espectros quantitativos, intervalo entre os pulsos 0,5s). O material obtido foi impregnado com solução aquosa de K2CO3 e recalcinada a 550 ºC para utilização em reações de transesterificação (Figura 1). As reações foram realizadas utilizando-se a relação óleo de girassol: metanol anidro de 1:12 e 1% de catalisador, condições ótimas da catálise homogênea com K2CO3. As reações foram acompanhadas por RMN de
1H em solução (equipamento Bruker DPX200, solvente CDCl3), através das áreas dos sinais correspondentes aos deslocamentos químicos dos hidrogênios dos triglicerídeos (CH2O) e dos ésteres metílicos (CH3OC=O) correspondentes.
Os resultados obtidos estão apresentados na Tabela 1.
Figura 1. Reação de transes terificação utilizando K2CO3, K2CO3/?-Al2O3 e K2CO3/meso -Al2O3 como catalisadores .
Tabela 1. Conversões alcançadas em função do catalisador empregado
Catalisador Conversão1 (%)
(a) K2CO3 90
(b) K2CO3/ ?- Al2O3 92 (c) K2CO3/ meso-Al2O3 95
1. após 10 minutos de reação.
As amostras de ?-Al2O3 e meso Al2O3 foram analisadas por RMN-MAS de 27Al, antes e após impregnação com K2CO3 e calcinação. A amostra comercial apresentou 22% de AlIV, enquanto a alumina mesoporosa sintetizada apresentou 28% de AlIV. Pode-se constatar ainda que a adição de K2CO3
causou aumento significativo na quantidade de sítios de alumínio tetraédricos, para 35% e 45%, resp. No espectro da alumina mesoporosa tratada com sal de potássio, foram observados dois sinais na região entre 50 e 80 ppm. Este resultado, inédito na literatura, evidencia a presença de dois tipos distintos de sítios AlIV.nesse material. Sugere-se que esses sinais correspondam aos sítios de Al próximos ou não aos cátions K+ presentes.
Conclusões
Foi possível sintetizar aluminas mesoporosas ativas como catalisadores para a produção de biodiesel.
Agradecimentos
Sociedade Brasileira de Química ( SBQ)
25a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química - SBQ 2
Os autores agradecem ao CENPES/PR-2 UFRJ por bolsa de MSc.
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1 Cejka, J. Appl.Ca tal., A 2003, 254, 327.
